• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.208-218
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• 2012

수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션 기법을 개발하였다. 수치 시뮬레이션은 수조나 실해역 실험의 대체수단으로서, 수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 과정의 이해, 마이크로웨이브 레이더를 이용한 수면 관측시스템과 관측방법의 평가에 이용된다. 이 논문에서는 다양한 수면 조건에 대한 수치 시뮬레이션의 적용 예와 수치 시뮬레이션의 유용성에 대해서 기술하였다. 적용 예로서, 고정안테나 펄스 도플러 레이더의 1) 도플러 이미지, 2) 레이더 조사폭 영향, 3) 하천 수위 관측과, 4) 합성 개구 레이더 (SAR) 의 해면 이미지를 보여준다. 해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션을 통하여, 1) 파랑계측에 있어서 펄스 도플러 레이더의 주파수 변조 이미지가 진폭 변조 이미지에 비해서 유용함을 보였다. 2) 연속파 레이더를 이용한 파랑계측에 있어서의 레이더 해면 조사폭의 영향에 대한 Rheem[2008]의 보고와 관련해, 레이더 조사폭이 도플러 스펙트럼에 미치는 영향을 조사하여, 파랑계측에 적합한 레이더의 조사 조건을 보였다. 3) 펄스 도플러 레이더를 이용한 해면 조위관측 알고리듬을 하천의 유속과 수위 추정에 응용함에 있에서, 알고리듬의 적용성과 계측성능을 평가했다. 4) SAR 이미지 생성 메케니즘의 이해와 SAR 이미지를 이용한 해면 관측 알고리듬의 평가를 위해, 수치 시뮬레이션을 이용하여 해면의 SAR 이미지를 생성하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.590-593
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• 2004

Extraction of ocean surface current velocity offers important physical oceanographic parameters especially on understanding ocean environment. Although Remote Sensing techniques were highly developed, the investigation of ocean surface current using Synthetic Aperture Radar (SAR) is not an easy task. This paper presents the results of ocean surface current observation using Doppler Centroid of ERS-1 SAR data obtained off the coast of Korea peninsula. We employed the concept, in which Doppler frequency shift and the ocean surface current are closely related, to evaluate ocean surface current. Moving targets cause Doppler frequency shift of the back scattered radar waves of SAR, thus the line-of-sight velocity component of the scatters can be evaluated. The Doppler frequency shift can be measured by estimating the difference between Doppler Centroid of raw SAR data and reference Doppler Centroid. Theoretically, the Doppler Centroid is zero; however, squinted antenna which is affected by several physical factors causes Doppler Centroid to be nonzero. The reference Doppler Centroid can be obtained from measurements of sensor trajectory, attitude and Earth model. The estimated Doppler Centroid was compensated by considering the accurate attitude estimation of ERS-1 SAR. We could verify the correspondence between the estimated ocean surface current and observed in-situ data in the error bound.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.116-122
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• 2015

해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 파고와 해면 흐름 관측법을 평가하였다. 해면으로부터 후방산란하는 마이크로웨이브의 도플러 스펙트럼은 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 받는다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 조사하기 위하여, 다양한 파랑과 해면 흐름 조건의 수치 해면 생성과 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 통하여 도플러 스펙트럼을 구하였다. 결과에 의하면 마이크로웨이브 해면 조사폭을 파장의 1/5이하, 스펙트럼 해석 시간폭을 파주기의 1/5이하로 설정하면, 충분한 정도의 파고계측이 가능하다. 또한, 파주기에 비해서 충분히 긴 스펙트럼 해석 시간폭을 설정하면 해면 흐름의 상대유속 계측이 가능하다. 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 해면관측의 적절한 계측방법을 찾을 수 있다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.16-24
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• 2011

Automotive Radar Systems are currently under development for various applications to increase accuracy and reliability. The target tracking is most important in single or multiple target environments for accuracy. The tracking algorithm provides smoothed and predicted data for target position and velocity(Doppler). To this end, the fixed gain filter(${\alpha}{\beta}$ filter, ${\alpha}{\beta}{\gamma}$ filter) and dynamic filter(Kalman filter, Singer-Kalman filter, etc) are commonly used. Gating is used to decide whether an observation is assigned to an existing track or new track. Gating algorithms are normally based on computing a statistical error distance between an observation and prediction. The data association takes the observation-to-track pairings that satisfied gating and determines which observation-to-track assignment will actually be made. For data association, NNPDA(Nearest Neighbor Probabilistic Data Association) algorithm is proposed. In this paper, we designed a target tracking system developed for an Automotive Radar System. We show the experimental results of the 77GHz FMCW radar sensor on the roads. Four tracking algorithms(${\alpha}{\beta}$ filter, ${\alpha}{\beta}{\gamma}$ filter, 2nd order Kalman filter, Singer-Kalman filter) have been compared and analyzed to evaluate the performance in test scenario.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2161-2166
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• 2009

It is important for 0-6 hour nowcasting to provide for a high-quality initial condition in a meso-scale atmospheric model by a data assimilation of several observation data. The polarimetric radar data is expected to be assimilated into the forecast model, because the radar has a possibility of measurements of the types, the shapes, and the size distributions of hydrometeors. In this paper, an impact on rainfall prediction of the data assimilation of hydrometeor types (i.e. raindrop, graupel, snowflake, etc.) is evaluated. The observed information of hydrometeor types is estimated using the fuzzy logic algorism. As an implementation, the cloud-resolving nonhydrostatic atmospheric model, CReSS, which has detail microphysical processes, is employed as a forecast model. The local ensemble transform Kalman filter, LETKF, is used as a data assimilation method, which uses an ensemble of short-term forecasts to estimate the flowdependent background error covariance required in data assimilation. A heavy rainfall event occurred in Okinawa in 2008 is chosen as an application. As a result, the rainfall prediction accuracy in the assimilation case of both hydrometeor types and the Doppler velocity and the radar echo is improved by a comparison of the no assimilation case. The effects on rainfall prediction of the assimilation of hydrometeor types appear in longer prediction lead time compared with the effects of the assimilation of radar echo only.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권3호
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• pp.293-306
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• 2013

Hydrometeor type and Drop Size Distribution (DSD) in cloud are the fundamental properties that may help explain the rain formation processes and determine the parameters of radar meteorology. This study presents a preliminary analysis of hydrometeor types and DSD data of cloud measured with a PARSIVEL (PARticle SIze and VELocity) optical disdrometer at the site of Cloud Physics Observation System (CPOS, $37^{\circ}41^{\prime}N$, $128^{\circ}45^{\prime}E$, 843 m from sea level) in Daegwallyeong mountainside of Korea. The method has been validated by comparing the observed rainfall rates with the computed ones from the fitted distribution, using the physical data such as DSD, terminal velocity, and rain intensity which were measured by a Micro-Rain Radar (MRR) and a PARSIVEL optical disdrometer. The analysis period started in three cases: on rainy days with light rain (15.5 mm), moderate rain (76 mm), and heavy rain (121 mm), from March to November 2007, respectively.

• Wind and Structures
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• 제12권4호
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• pp.349-381
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• 2009

Since 1998, several institutions have deployed mobile instrumented towers to collect research-grade meteorological data from landfalling tropical cyclones. This study examines the wind flow characteristics from seven landfalling tropical cyclones using data collected from eight individual mobile tower deployments which occurred from 1998-2005. Gust factor, turbulence intensity, and integral scale statistics are inspected relative to changing surface roughness, mean wind speed and storm-relative position. Radar data, acquired from the National Weather Service (NWS) Weather Surveillance Radar - 1988 Doppler (WSR-88D) network, are examined to explore potential relationships with respect to radar reflectivity and precipitation structure (convective versus stratiform). The results indicate tropical cyclone wind flow characteristics are strongly influenced by the surrounding surface roughness (i.e., exposure) at each observation site, but some secondary storm dependencies are also documented.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.485-492
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• 2019

본 연구진에서 개발한 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑 및 이안류 관측 시스템을 해운대 해수욕장에 설치하여 이안류를 관측하였다. 기존 이안류 현장관측 방법으로는 측정하기 어려운 이안류의 형태와 크기 및 유속을 X-band 레이다 영상분석을 통해 관측하였다. 본 연구에서는 시간평균한 X-band 레이다 영상으로부터 이안류 발생위치와 크기 및 형태를 자동탐지하는 알고리즘을 개발하였다. X-band 레이다 영상을 3차원 푸리에 변환하고, 도플러 유속이 포함된 분산방정식 조건으로 이안류 유속을 계산하였다. X-band 레이다 영상분석을 통한 이안류 발생위치와 유속 계산 기법은 표류부이 실험으로 검증하였다. 해운대 해수욕장 이안류 조사 결과 한번 발생한 이안류는 1~2일 동안 지속되며, 발생위치가 크게 바뀌지 않는 것이 관찰되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.841-848
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• 2020

1.29 GHz 윈드프로파일러 레이더는 청천의 바람 벡터 산출뿐만 아니라 강우 탐지에도 유용한 원격 관측 장비이다. 수평 바람 처리 과정에서 도플러 스펙트럼의 대칭성 검사는 필수 사항이다. 강우가 있을 때는 대칭성이 나타나지 않을 수 있기 때문에 연직속도의 크기에 따라 시선속도의 부호가 같아지는 것을 바람 산출 알고리즘에 반영하여야 한다. 2017년 여름철(6월, 7월) 창원 윈드프로파일러 자료로 브래그 산란과 레일리 산란에 의한 바람 벡터 산출 알고리즘을 개발하고, 대칭성을 고려하여 품질 관리된 윈드프로파일러 바람벡터를 6시간 간격의 라디오존데 자료와 비교하여 검증하였다.

• Wind and Structures
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• 제11권2호
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• pp.75-96
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• 2008

A better understanding of tornado-induced wind loads is needed to improve the design of typical structures to resist these winds. An accurate understanding of the loads requires knowledge of near-ground tornado winds, but observations in this region are lacking. The first goal of this study was to verify how well a CFD model, when driven by far field radar observations and laboratory measurements, could capture the flow characteristics of both full scale and laboratory-simulated tornadoes. A second goal was to use the model to examine the sensitivity of the simulations to various parameters that might affect the laboratory simulator tornado. An understanding of near-ground winds in tornadoes will require coordinated efforts in both computational and physical simulation. The sensitivity of computational simulations of a tornado to geometric parameters and surface roughness within a domain based on the Iowa State University laboratory tornado simulator was investigated. In this study, CFD simulations of the flow field in a model domain that represents a laboratory tornado simulator were conducted using Doppler radar and laboratory velocity measurements as boundary conditions. The tornado was found to be sensitive to a variety of geometric parameters used in the numerical model. Increased surface roughness was found to reduce the tangential speed in the vortex near the ground and enlarge the core radius of the vortex. The core radius was a function of the swirl ratio while the peak tangential flow was a function of the magnitude of the total inflow velocity. The CFD simulations showed that it is possible to numerically simulate the surface winds of a tornado and control certain parameters of the laboratory simulator to influence the tornado characteristics of interest to engineers and match those of the field.